枯草芽孢桿菌及以其為生物載體制備光催化復(fù)合材料降解印染廢水的研究.pdf

1、印染廢水是造成水體污染最主要且難降解的工業(yè)廢水之一。與目前常用的處理方法相比較，利用光催化材料對(duì)印染廢水進(jìn)行催化氧化降解，具有降解徹底、環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)高效等優(yōu)勢(shì)，是一種具有發(fā)展前景的印染廢水水處理技術(shù)。本文研究了枯草芽孢桿菌對(duì)陽(yáng)離子染料（亞甲基藍(lán)，MB）的吸附機(jī)理，并以枯草芽孢桿菌為生物載體制備了TiO2@枯草芽孢桿菌復(fù)合材料及ZnS@枯草芽孢桿菌復(fù)合材料兩種光催化復(fù)合材料，通過(guò)多種表征方法對(duì)復(fù)合材料的合成機(jī)理進(jìn)行了分析。通過(guò)對(duì)陽(yáng)離子染

2、料（羅丹明B，RB）的降解實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了兩種復(fù)合材料在不同條件下對(duì)陽(yáng)離子染料的降解能力。論文的研究結(jié)論如下：
　?。?）研究枯草芽孢桿菌對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附過(guò)程發(fā)現(xiàn)，亞甲基藍(lán)起始濃度越高，其吸附量也就越大，吸附進(jìn)行30min時(shí)達(dá)到吸附平衡狀態(tài)；枯草芽孢桿菌對(duì)亞甲基藍(lán)的平衡吸附量隨著溶液pH值（2~12范圍）的增大而增大；通過(guò)紅外光譜分析，枯草芽孢桿菌細(xì)胞壁表面的羥基（–OH）、氨基（–NH2）、羧基（–COO-）、羰基（C=O）等基團(tuán)在

3、吸附過(guò)程中起到主要作用；吸附動(dòng)力學(xué)研究表明枯草芽孢桿菌對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附過(guò)程更好的符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，吸附速率與溶質(zhì)濃度平方成正比；吸附過(guò)程Gibbs自由能變（ΔG）為負(fù)值，說(shuō)明該吸附過(guò)程是自發(fā)進(jìn)行的，焓變（ΔH）是正值，表明該吸附是吸熱過(guò)程；吸附過(guò)程的活化能為11.30KJ·mol-1（介于5~50KJ·mol-1），表明枯草芽孢桿菌對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附以物理吸附為主。
　?。?）利用一步靜電自組裝方法成功制備了TiO2@枯草芽孢桿菌

4、復(fù)合材料。在SEM圖片中觀察到復(fù)合材料粒子的長(zhǎng)度為1.4±0.1μm，寬度為450±50 nm，TiO2納米顆粒以單層形式附著在枯草芽孢桿菌細(xì)胞壁上，部分細(xì)胞壁裸露；復(fù)合材料XRD表征表明TiO2晶型在負(fù)載前后未發(fā)生變化；FT-IR分析顯示枯草芽孢桿菌細(xì)胞壁表面的–OH，–CONH-，–COO-，和–OPO32-等基團(tuán)是負(fù)載固定TiO2納米顆粒的主要反應(yīng)基團(tuán)；羅丹明B（RB）的降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合材料對(duì)RB的去除率高達(dá)89％。

5、　?。?）以枯草芽孢桿菌細(xì)胞為生物載體引導(dǎo)合成了 ZnS@枯草芽孢桿菌復(fù)合材料。通過(guò)電鏡觀察，負(fù)載后的復(fù)合材料粒徑長(zhǎng)度為1.4±0.1μm，寬度為500±50 nm，表面皺褶度一定程度減??；復(fù)合材料的EDS表征發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料中含有Zn及S元素，在XRD表征中也發(fā)現(xiàn)了 ZnS閃鋅礦型晶體對(duì)應(yīng)的衍射峰，說(shuō)明枯草芽孢桿菌成功負(fù)載了ZnS 半導(dǎo)體光催化劑；FT-IR光譜圖分析得出，在負(fù)載過(guò)程中枯草芽孢桿菌細(xì)胞壁表面的–CONH-等集團(tuán)起